魚類病毒病的爆發(fā)與流行是水產(chǎn)養(yǎng)殖尤其是集約化養(yǎng)殖的重要威脅。與哺乳動物類似，魚類抗病毒感染主要通過天然免疫反應系統(tǒng)和獲得性免疫反應系統(tǒng)來行使功能。天然免疫反應系統(tǒng)是在生物體演化出來的、對抗病原體感染的古老防御系統(tǒng)，從低等的無脊椎動物到人類都得到高度發(fā)展，是生物體抗病毒感染的第一道重要防線。但是，獲得性免疫系統(tǒng)是從有頜類動物才開始演化起來。魚類作為較原始的有頜類動物類群，其獲得性免疫系統(tǒng)在許多種類才剛剛得到演化發(fā)展，因此，魚類對病毒感染的獲得性免疫反應往往不顯著、免疫記憶也相對較弱。
為防治魚類病毒病所采取的預苗接種策略，不僅費時、費力，且還常難以達到預期效果。對于魚類抗病毒感染而言，天然免疫系統(tǒng)相對獲得性免疫系統(tǒng)尤為重要。此外，魚類病毒感染引起的爆發(fā)性死亡，一般發(fā)生在病毒感染后的1-2周內(nèi)，而這正是天然免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用的主要階段。在闡明魚類抗病毒天然免疫反應機制的基礎(chǔ)上，以天然免疫反應負調(diào)控因子作為分子靶標，利用基因編輯技術(shù)培育抗病魚類新品種，是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要方向。
中國科學院水生生物研究所魚類低氧生物學學科組先期通過病毒感染后的轉(zhuǎn)錄組分析，篩選到魚類受病毒感染調(diào)控的一系列因子。該學科組利用模式魚類斑馬魚，結(jié)合分子生物學技術(shù)，系統(tǒng)分析了這些因子在魚類抗病毒中的作用及其分子機制。研究發(fā)現(xiàn)：精氨酸甲基化轉(zhuǎn)移酶prmt7通過抑制RLR信號通路，負調(diào)控魚類抗病毒反應：精氨酸甲基化轉(zhuǎn)移酶prmt3通過阻止irf3的磷酸化，負調(diào)控魚類抗病毒反應；脯氨酸羥基化酶phd3通過阻止irf7的入核，負調(diào)控魚類抗病毒反應：E3泛素連接酶fbxo3通過催化irf3和irf7的K27-連接的泛素化，導致它們的蛋白降解，從而負調(diào)控魚類抗病毒反應。此外，研究人員還在體內(nèi)證明：信號通路中重要轉(zhuǎn)錄因子p65是魚類抗病毒反應所必需的重要因子。在環(huán)境相對穩(wěn)定、食物充足等穩(wěn)定養(yǎng)殖條件下，這些因子缺失（prmt7, prmt3, phd3, fbxo3和p65）的斑馬魚與野生型斑馬魚相比，生長、發(fā)育和繁殖都正常。因此，該研究篩選和鑒定到的魚類抗病毒天然免疫反應的負調(diào)控因子，可作為進一步利用基因編輯技術(shù)，培育抗病毒經(jīng)濟魚類新品種的候選靶標。
該研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導科技專項，國家自然科學基金創(chuàng)新群體項目、重點項目和科技部“藍色糧倉“重點研發(fā)計劃項目的資助。
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